DE3322889A1

DE3322889A1 - Herstellung sinterkeramischer formkoerper

Info

Publication number: DE3322889A1
Application number: DE19833322889
Authority: DE
Inventors: Udo 6200 Wiesbaden Rieser
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-06-24
Filing date: 1983-06-24
Publication date: 1985-01-17
Also published as: EP0156809A1; WO1985000130A1

Description

Herstellung sinterkeramischer Formkörper
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung sinterkeramischer Formkörper gemäß Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1, eine spezielle Form zur Durchführung dieses Verfahrens sowie einen speziellen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Schleifmaterial-Formkõrpere Üblicherweise werden sinterkeramische Formkörper dadurch hergestellt, daß das betreffende mit einem Bindemittel versetzte Rohmaterial als schwach wasserhaltiges, körniges Gemisch formgepreßt, nach dem Entformen getrocknet und dann, ggf. in zwei Stufen mit einer dazwischenliegenden Nachbearbeitung, sintergebrannt wird. Dazu sind aufwendige Metaliformen erforderlich, und zudem besteht die Gefahr, daß der Preßling beim Entformen ausbricht, weshalb man kompliziertere Konturen erst durch die vorerwähnte, auf einen Vorsintervorgang folgende Nachbearbeitung herstellt.
Aus der US-PS 2 379 569 ist es weiterhin bekannt, einen Schleifmaterial-Formkörper beispielsweise aus Karborund oder Schmirgel unter Zusatz eineS Bindemittels u.a. durch Formgießen herzustellene Darüber hinaus sind mancherlei sinterkeramische Schleifmaterial-Formkörper bekannt. Beim Versuchs einen etwa fUr das manuelle Schärfen von Messern hochwirksamen, dabei aber genügend dauerhaften, dichten Schleifmaterial-Formkörper unter Einschluß eines verhältnismäßig grobkörnlgen Schleifmaterials, wie z,B, Korund oder Karborund mit einer Körnung von beispielsweise um 100 mesh durch Pressen mit anschließendem Sintern herzusteb len, zeigt sich, daß die dafür erforderlichen Metallformen, selbst wenn aus Hartmetall bestehend, rasch verschleißen.
Dies hat noch höhere Formkosten zur Folge.
Der Erfindung liegt qie Aufgabe zugrunde, hier Abhilfe zu schaffen, d. h. die Herstellung eines sinterkeramischen Formkörpers wie z.Bs Schleifmaterial-Formkörpers unter geringen Herstellungs- und vor allem ForiXosten zu ermöglichen, selbst dann, wenn nur kleine Stückzahlen benötigt werden, Diese Aufgabe ist mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Der erfindungsgemäße Ersatz einer Metallform durch eine billige Gießform beispielsweise aus Gummi, Kunststoff, Gips oder Wachs, der durch ein Gieß- anstatt eines Preßformverfahrens ermöglicht wird, läßt die Formkosten ganz enorm sinken. Die Kosten der erforderlichen Gefriertrocknungsanlage werden in etwa durch den Wegfall einer Presse kompensiert. Dazu noch kann das geformte gefronene Gemisch aus der Form unter Wahrung detaillierter Konturen und/oder Oberflächenstrukturen, wie sie für den fertigen Formkörper wünschenswert sein mögen, leicht entformt werden. So lassen sich beispielsweise gezahnte Schleifscheiben, wie sie etwa den Gegenstand des DE-GM 1 867 319 bilden, aber auch sonstige sinterkeramische Formkörper sowie entsprechend stabilere Formen für anderweitige Formvorgänge ohne Nachbearbeitung leicht herstellen. Dabei ergibt das Formgießen unter Verwendung eines wässerigen Gemischs mit anschließender Gefriertrocknung einen äußerst dichten, festen Verbund, der z.B. das Ausbrechen von Schleifmaterialkörnern sehr erschwert. Diese bleiben mithin im wesentlichen über ihre gesamte Lebensdauer wirksam, was wiederum der Dauerhaftigkeit eines erfindungsgemäß hergestellten Schleifmaterial-Formkörpers zugute kommt. Unter Verwendung einer Form aus Wachs oder dergl. ist ein vollkommenes Entformen des gefrorenen Gemischs vor dem Sintervorgang nicht erforderlich da die Wachsreste beim Sintervorgang im wesentlichen rückstandsfrei verbrennen. Dies ist insbesondere dort von Interesse, wo bei einer komplizierteren Formgebung mit Kernen gearbeitet werden muß.
Die Ansprüche 2 bis 10 geben vorteilhafte Ausgestaltungsmöglichkeiten des erfindungsgemäßen Verfahrens an. Anspruch 11 richtet sich auf eine spezielle dafür geeignete Form und Anspruch 12 auf einen mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen, äußerst dauerhaften Schleifmaterial-FormkörperD Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Herstellung eines Schleifmaterial Formkörpers nach Anspruch 12 genauer beschrieben: Aus pulverförmigem « Aluminiumoxid mit Zusätzen u.a. von Zirkonsilikat und Dextrin wird ein Gemisch hergestellt, dem sodann etwa die dreifache Gewichtsmenge Edelkorund mit verschiedenen Korngrößen zwischen 50 und 280 mesh zugesetzt wird. Dieses gesamte Gemisch wird mit Wasser, dem noch handelsübliche Dispergiermittel und dergl. zugegeben sein können, zu einem gießfähigen Brei angerührt, der in eine Gummi Negativform des fertigen Gegenstandes mit etwa 3,6 % Übermaß gegossen wird. In dieser torm wird das eingegossene Gemisch tiefgefroren, worauf es entformt wird. Das Entformen kann auf einfache Weise durch Herausdrücken, ggf. unter von einer Stelle aus fortschreitendem Ablösen der flexiblen Form, oder beispielsweise auch durch Herausdrücken mittels Druckluft erfolgen, wozu die Form lediglich einen in den Formhohlraum mündenden Kanal aufzuweisen braucht. Insbesondere mit dem erstgenannten Vorgehen lassen sich selbst detailliertere Konturen und/oder Oberflächenstrukturen unbeschädigt entformen.
Das gefrorene Gemisch wird einem Gefriertrocknungsprozeß unterzogen, wodurch sich ein trockener Formling etwa kreideartiger Konsistenz ergibt. Dieser Formling wird bei 0 einer Temperatur von etwa 1770 OC (2043 K) gebrannt, wodurch sich der fertige Schleifmaterial-Formkörper ergibt.
In diesem ausgesprochen dichten, festen Formkörper treten die im übrigen aber voll erhaltenen Korundkörner in angeschmolzenem, miteinander verschweißtem Zustand auf, während sich das zugegebene Dextrin verflüchtigt hate

Claims

Patentansprüche: Verfahren zur Herstellung sinterkeramischer Formkörper, wobei ein wässeriges Gemisch des betreffenden Rohmaterials in einer Form geformt, getrocknet und dann gebrannt wird, dadurch g e k e n n z e i c h n e t 9 daß als Form eine Gießform aus Gummi, Kunststoff; Gips, Wachs oder dergl.

Verwendung findet, daß das wässerige Gemisch als gießbarer Brei in die Form gegossen und in der Form gefroren wird, daß das gefrorene Gemisch aus der Form entnommen und einem Gefriertrocknungsprozeß unterzogen wird und daß das so getrocknete Gemisch gebrannt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß als Rohmaterial ein Oxidkeramikgemisch Verwendung findet.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t 2 daß das verwendete Oxidkeramikgemisch ein körniges Schleifmaterial, wie z.B. Korund oder Karborund, enthält.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß das trockene Gemisch zwischen 20 Gew.-% und 80 Gew.-%, vorzugsweiSe etwa 70 Gew.-%, Edelkorund und/oder Karborund mit eier Korngröße zwischen 50 und 280 mesh enthält.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i zu c h n e t , daß das Gemisch als Grundsubstanz im wesentlichen oc-Aluminiumoxid enthält.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Gemisch Zusätze von Kalifeldspat und/oder Zirkonsilikat enthält.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Gemisch als Rohbindemittel Dextrin enthält.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche einschl. Anspruch 5, dadurch gek e n n z e i c h ne t daß eine Sintertemperatur von etwa 1770 OC (2043 OK) verwendet wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß dem Formkörper beim Formen durch eine entsprechend strukturierte Formwand eine gewünschte Oberflächenstruktur des fertigen Formkörpers gegeben wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche unter Verwendung einer Form aus Wachs, dadurch g e k e n n -z e t c h n e t , daß schwer entfernbare Formteile wie vor allem Kernteile bis zum Sintervorgang an dem gefrorenen Gemisch belassen werden, um während des Sintervorganges zu verbrennen.
11. Form aus Gummi, Kunststoff, Gips, Wachs oder dergl. zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Formwand < in Negativform - bereits eine gewünschte Oberflächenstruktur des fertigen Formkörpers aufweist.
12. Nach dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 hergestellter hochdichter Schleifmaterial-Formkörper mit einem körnigen Schleifmaterial in Gestalt von Korund und/ oder Karborund in einer feinkörnigen Grundsubstanz, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Korund- bzw. Karborundkörner angeschmolzen und miteinander verschweißt sind.